DE2602325A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung von biochemischen abfaellen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur aufarbeitung von biochemischen abfaellenInfo
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Description
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EBBINGHAUS
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telefon (o8b) 48 20 64 telex 6-93665 auro d
auromarcpat München
HITACHI, LIMITED
22. Januar 1976 DA-Il 94-6
Priorität : 22. Januar 1975, Nr. 8729 , Japan
Verfahren und Vorrichtung zur Aufarbeitung von
biochemischen Abfällen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung
oder Aufbereitung von biochemischen Abfällen und bezieht sich speziell auf ein verbessertes Verfahren zur anaeroben Behandlung
von biochemischen Abfällen.
In jüngerer Zeit wird durch die steigende Verbreitung von lTachbe~
handlungsvorrichtungen für städtische Abwasser und Abwasserschlamm
aus der Viehzucht ständig eine große Menge an überschüssigem aktiviertem Klärschlamm gebildet. Außerdem nimmt der anfallende Haushaltsmüll
große Mengen an.
Biochemischer Abfall setzt sich hauptsächlich aus aktiviertem Schlamm
und Haushaltsmüll zusammen. Rohschlamm enthält organisches Material, das aus Fetten, Eiweißen, Kohlenhydraten und Mikroorganismen besteht.
Es ist daher äußerst wichtig, eine wirksame Aufarbeitung vcn biochemischem Abfall durchzuführen, der im wesentlichen aus tierischen
und pflanzlichen Fetten sowie aus Mikroorganismen besteht.
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In der Abwasser- und Alkalibehandlung bat sich das "Verfahren des
anaeroben mikrobiologischen Abbaus eingebürgert. Für dieses Verfahren ist es charakteristisch, daß es befähigt ist, große Volumina,
an verdünnten organischen Schlämmen in wirtschaftlicher Weise zu liefern, weil das gebildete Gas als Antriebskraft für die
Behandlungseinrichtungen verwendet werden kann, charakteristisch sind ferner die hohe Abtötungsrate von pathogenen Organismen und
die Fähigkeit, feste Rückstände zu bilden, die sich zur Verwendung als Bodenverbesserungsmittel eignen.
Trotz seiner zahlreichen Vorteile hat das Verfahren des anaeroben mikrobiologischen Abbaus noch nicht volle Ausnutzung erlangt, weil
der anaerobe Abbauvorgang gewöhnlich lange Dauer, wie 40 Tage,
bei geringer Behandlungswirksamkeit erfordert. Aus diesem Grund wird das Verfahren des anaeroben mikrobiologischen Abbaus nicht
in weitem Umfang angewendet.
Falls eine erhöhte Behandlungswirksamkeit erreicht werden kann, ist das Verfahren des anaeroben mikrobiologischen, Abbaus wegen
seiner zahlreichen Vorteile ein sehr wertvolles Verfahren. Es wurden verschiedene mit hoher Geschwindigkeit ablaufende Abbauverfahren
ausgearbeitet, mit deren Hilfe der biochemische Abfall in 14 oder 15 Tagen behandelt werden kann. Es ist jedoch unvermeidbar,
daß bei diesen Verfahren die Abbaurate verschlechtert wird. Das bedeutet, daß die Vorteile dieser Verfahren in einer Volumenverminderung
des Abfalls und einer erhöhten Entwässerung liegen, sie erfüllen jedoch nicht die Erfordernisse im Hinblick auf eine
geeignete Ausnutzung des beim Abbau entstehenden Gases und im Hinblick auf den biologischen Sauerstoffbedarf (BOD) der abgetrennten
Flüssigkeit.
Der überschüssige aktivierte Klärschlamm wird mit Hilfe des anaeroben
Abbauverfahrens bei einer Temperatur von 20 bis 50°C während langer Dauer behandelt, während der Schlamm in einem Absitzbecken
oder einer Zentrifuge von einem Feststoffgehalt von etwa 5 auf etwa 1 $ konzentriert wird. Y/ährend dieser Abbauzeit werden die
Schlammbakterien unter der Einwirkung von anaeroben Bakterien allmählich
unter Umwandlung über organische Säuren in Methangas ver-
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flüssigt. Die Methan bildenden Bakterien gehören zu den bekannten streng anaeroben Organismen.
Es ist auf diesem Fachgebiet gut "bekannt, daß \}&frrGT>Ü.
Vorgangs der Abbau merklich verzögert wird und die Entfernungsrate des biologischen Sauerstoffbedarfs niedrig -wird, wenn der Schlamm
in Form einer Aufschlämmung nicht gut gerührt wird. Im allgemeinen stellen biochemische Abfälle sowie auch überschüssiger
aktivierter Klärschlamm eine Art eines hydrophilen Kolloids dar, das im Zustand eines fast vollständig hydratisierten Gels
vorliegt. Der Schlamm mit einem Feststoffgehalt von 5 % liegt daher
in Form einer Paste vor und erfordert hohe Rührkraft. Aus
diesem Grund wurden tatsächlich bisher nur Klärschlämme mit einem Feststoffgehalt bis etwa 5 % behandelt.
Die Notwendigkeit einer Verbesserung der Verfahrenstechnik des anaeroben mikrobiologischen Abbauverfahrens ist daher zur Zeit
größer als je zuvor.
Der Erfindung-liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
und eine verbesserte Vorrichtung zur Aufarbeitung von biochemischen Abfällen zur Verfügung zu stellen, die mit hoher Behandlungswirksamkeit
und hoher Abbaurate arbeiten. Erfindungsgemäß soll ein anaerobes Verfahren zugänglich werden,
welches die Aufarbeitung von biochemischen Abfällen mit hoher Feststoffdichte ermöglicht. Dabei soll ein wirtschaftliches anaerobes
Verfahren zur Verfugung gestellt werden, bei dem die Rührkraft gering gehalten werden kann.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch Zugabe von Säure zu dem biochemischen Abfall der pH-Wert eingestellt
wird, der biologische Abfall mit eingestelltem pH-Wert erhitzt wird und danach durch Zugabe von Alkali neutralisiert
wird. Dann wird die anaerobe Abbaubehandlung durchgeführt.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Aufarbeitung von biochemischen Abfällen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
Säure zu dem biochemischen Abfall zugegeben wird, so daß der pH-
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Wert des Abfalls auf weniger als 3,5 eingestellt wird, der pH-geregelte
biochemische Abfall während vorbestimmter Dauer bei einer Temperatur im Bereich von 60 bis 2000C gehalten wird, dann
durch Zugabe von Alkali neutralisiert wird und die anaerobe Abbaubehandlung bei einer Temperatur im Bereich von der vorstehend angegebenen
Temperatur bis Raumtemperatur durchgeführt wird. Bei der Neutralisation is,t es nicht erforderlich, den pH-Wert auf
genau 7 einzustellen. Es reicht aus, wenn der pH-Wert in einem Bereich zwischen 5 und 8 liegt.
Die vorstehend erläuterte und andere Ausführungsformen der Erfindung
sowie die erfindungsgemäß erzielten Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
In den Zeichnung'en bedeutet IPig. 1 eine schematische Darstellung,
des erfindungsgemäßen Verfahrens und der dazu verwendeten Vorrichtung,
welche eine Anlage zur biochemischen Abfallbehandlung gemäß der Erfindung zeigt.
Pig. 2 ist eine graphische Darstellung, in der mit Hilfe der beiden
angegebenen Kurven der Abbaueffekt des bekannten Verfahrens mit dem Abbaueffekt des erfindungsgemäßen Verfahrens verglichen
wird, wobei das erfindungsgemäße Verfahren für den Abbau von überschüssigem aktiviertem Klärschlamm angewendet wird.
Nachstehend soll eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
beschrieben werden.
Im allgemeinen v/erden bei dem anaeroben mikrobiologischen Abbau
zuerst Organismen sowie tierische und pflanzliche Zellen in dem Rohschlamm unter der Einwirkung von anaeroben Bakterien verflüssigt
und danach in organische Säuren umgewandelt, die unter der Einwirkung von Methan-bildenden Bakterien in Methan umgewandelt
werden.
Der anaerobe Abbau verläuft allmählich während des Aufenthalts von 20 bis 40 Tagen in einem Gärtank. I1Ur die Erfindung ist es
kennzeichnend, daß der Verflüssigungsvorgang aus einer Wärmebehandlung des biochemischen Abfalls unter sauren Bedingungen be-
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_ 5 —
steht. Die Wärmebehandlung unter sauren Bedingungen verkürzt die Abbauzeit, führt zu einer hohen Gasbildungsgeschwindigkeit
und zu einer hohen Menge des gebildeten Gases. Außerdem wird durch die Anwendung der Wärmebehandlung unter sauren Bedingungen die
Viskosität des biochemischen Abfalls merklich vermindert, so daß die Rührkraft in dem Abbautank vermindert wird und sogar biochemische
Abfälle mit hoher Dichte von mehr als 5 $ Feststoffe in das System eingesetzt werden können. Die erfindungsgemäße Vorbehandlung
besteht darin, daß dem biochemischen Abfall Säure zugesetzt wird, um den wirksamen pH-Bereich unterhalb 3,5 einzustellen.
Niedrigere pH-Werte sind wünschenswert; aus wirtschaftlichen Gründen liegt jedoch der pH-Bereich vorzugsweise zwischen 1,0 und
3,0. Zum Ansäuern des biochemischen Abfalls kann Schwefelsäure oder Chlorwasserstoffsäure verwendet werden; geeignet sind außerdem
organische Säuren, wie Essigsäure und Zitronensäure. Aus wirtschaftlichen Gründen eignen sich Schwefelsäure und Chlorwasserstoffsäure
besonders gut und aufgrund der geringeren Verdünnung ist eine Säure mit hoher Dichte besonders günstig. Die augesetzte
Menge der Säure ist verschieden in Abhängigkeit von der Art der Rohabfälle, der Dichte und der Art der Säuren.
Um den vorstehend angegebenen v/irksamen pH-Bereich zu erzielen, ist im allgemeinen bei Verwendung einer 35 #-igen Chlorwasser—
stoffsäure eine Menge der Chlorwasserstoffsäure im Bereich von 0,1 und 1 Gew.-$ (Gewicht/Gewicht) erforderlich.
Wenn der biochemische Abfall im neutralen Bereich vorliegt, so kann keine große Verminderung der Viskosität erwartet werden, wenn
die Temperatur nicht mehr als 1500C beträgt.
Biochemischer Abfall im alkalischen Zustand ist nicht geeignet wegen des Anstiegs der Viskosität.
Es ist erforderlich, den biochemischen Abfall bei einer Temperatur
von mehr als 600C,
Minute zu erhitzen.
Minute zu erhitzen.
von mehr als 600C, jedoch unter 2000C, während mindestens einer
Eine Behandlung bei übermäßig hohen Temperaturen und während übermäßig
langer Dauer, beispielsweise während 20 Minuten bei 1700C
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ist nicht wünschenswert, weil unter diesen Bedingungen Zersetzungsprodukte
auftreten, welche den mikrobiologischen Abbau stören.
Vorzugsweise wird daher die Wärmebehandlung bei Temperaturen von
weniger als 16O0C und nicht mehr als IO Minuten durchgeführt.
In dem in Pig. 1 gezeigten Fließschema ist dargestellt, wie der biochemische Abfall durch ein Behandlungssystem geführt wird,
welches die erfindungsgemäße Abbauvorrichtung enthält. Der Rohabfall kann i\i einem Absitztank 10 gesammelt werden und aus dem
Absitztank 10 durch eine leitung 12 mit Hilfe auf diesem Fachgebiet üblicher Methoden in einen Vorbehandlungstank IJ übergeführt
werden, der mit einer Heizvorrichtung 14 versehen ist. Aus einem Säurevorratstank 15 wird Säure durch eine leitung 16 in den Vorbehandlungstank
13 eingeführt, um den pH-Wert des Abfalls einzustellen. Das Rühren wird dann unter Erhitzen fortgesetzt, um die
Verflüssigung zu fördern.
Der Abfall mit eingestelltem pH-Wert wird durch eine leitung 19
in einen Gär- oder Abbautank 20 eingeführt. In den Gärtank 20 wird aus einem Alkalivorratstank 17 durch eine Leitung 18 Alkali eingeführt,
um den Abfall zu neutralisieren. Nach der Neutralisation wird anaerober Schlamm in den Gärtank als Impfmaterial für die
anaerobe Gärung durch eine Leitung 22 aus einem Tank für anaeroben Schlamm eingeführt.
Die anaerobe Gärung oder der anaerobe Abbau wird unter anaeroben Bedingungen durchgeführt, wobei durch den Abbau Gas gebildet wird,
das durch Leitung 23 entnommen wird. Der Rückstand wird durch eine leitung 26 in einen Gärschlamm-Separator 24 eingeführt. Dieser
Rückstand wird in dem Separator 24 in Flüssigkeit und Gärschlamm getrennt. Die abgetrennte Flüssigkeit wird durch Leitung 28 entnommen
und der Garschlamm wird durch Leitung 29 entnommen. Ein
Teil des Gärschlamms wird durch Leitung 30 in den Tank 21 für den
anaeroben Gärschlamm zurückgeführt, so daß eine Rückführung des
Gärschlamms erfolgt.
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Der durch Vorbehandlung in dem Vorbehandlungstank 14 gebildete
Schlamm kann durch eine leitung 34, die durch eine gestrichelte linie angegeben "ist, in einen Verflüssigungstank 32 eingeleitet
werden. In den Verflüssigungstank 32 kann durch eine Leitiing 37
Alkali eingeleitet werden, um den pH-Wert des Abfalls einzustellen. Nach der Verflüssigung wird der Abfall durch eine leitung 38, die
mit Hilfe einer gestrichelten Linie gezeigt ist, in die Leitung 19 zurückgeführt.
2,4 ml Chlorwasserstoffsäure der Konzentration von 35 fi wurden zu
500 g überschüssigem aktiviertem Schlamm, der einen Rückstand aus der städtischen Abwasseraufarbeitung darstellte, gegeben. Die Feststoff
konzentration des Schlamms betrug 1,5 4(Gewicht/Gewicht)und seit
Gehalt an organischem Material betrug 62 $ (Gewicht/Gewicht). Der Schlamm wurde gerührt und der pH-Wert des Schlamms wurde auf diese
Weise auf 2,0 eingestellt. Der Schlamm wurde dann in einen rostfreien Becher eingeführt und 5 Minuten auf 95 C erhitzt. Nach dem
Erhitzen wurden 5 g Natriumhydroxid mit einer Dichte von 30 % zu
dem Schlamm gegeben, so daß der pH-Wert des Schlamms auf 6,9 eingestellt wurde. Der pH-geregelte Schlamm wurde in einen Gärtank
eingeführt und 2 g Schlamm aus der anaeroben G-ärung, der aus Exkrementen-Material bestand, wurde als Impfschlamm in den Tank gegeben.
Das in dem Tankraum befindliche Gas wurde durch gasförmigen Stickstoff verdrängt. Während der pH-geregelte Schlamm mit einer *
Rührgeschwindigkeit zwischen 150 und 200 üpm gerührt wurde, wurde der anaerobe Abbau bei 40 C durchgeführt.
Das Ergebnis der anaeroben Abbaubehandlung ist in Pig. 2 gezeigt. Im Vergleich damit wird in Pig. 2 außerdem das Ergebnis einer anderen
unter identischen Bedingungen durchgeführten anaeroben Abbaubehandlung gezeigt, deren Ausgangsmaterial jedoch keiner Vorbehandlung
durch Zugabe von Säure, Erhitzen und keiner anschließenden Neutralisation unterworfen worden war. Kurve A zeigt das Verfahren
mit Vorbehandlung, während Kurve B das Verfahren ohne Vorbehandlung
darstellt. Die Ordinate gibt die Menge des beim Abbau gebildeten "Gases und die Abszisse die Tage der Gärbehandlung an.
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Aus den Ergebnissen geht klar hervor, daß durch die Vorbehandlung vor der anaeroben Gärbehandlung die Verflüssigungszeit des
Schlamms verkürzt wird und eine Erhöhung der Gasbildungsgeschwindigkeit
und der Menge des gebildeten Gases bewirkt wird. Die Zusammensetzung des Gases, welches durch die anaerobe Gärung mit
Vorbehandlung gebildet wurde, entsprach 84,5 ^ CH. und 15,5 $
COp, während ohne Vorbehandlung 84,6 % CH. und 15,4 $ COp (unter
Vernachlässigung von Np und H2) gebildet wurden. Es bestand praktisch
kein Unterschied in der Zusammensetzung des durch Gärung
erhaltenen Gases in beiden Fällen.
Darüber hinaus betrug die Viskosität des Schlamms nach der Vorbehandlung
und Neutralisation 15 cPS (Centipoise-Stroke) und ohne Vorbehandlung 23 cPS.
Überschüssiger Aktivschlamm, der als Rückstand bei der städtischen
Abwasserbehandlung erhalten wurde, wurde konzentriert, so daß sein Peststoffgehalt 8,6 % betrug. Danach wurde der Schlamm mit
Wasser verdünnt, so daß 300 g Schlamm eines- Peststoffgehalts im Bereich von 1 bis 5 % und mit einem Gehalt an organischem Material
von 65 fo erhalten wurden. Dem Schlamm wurde 35 %ige Chlorwasserstoff
säure in einem Behälter zugesetzt, so daß der pH-Wert des Schlamms auf 2,0 eingestellt wurde» Während dieses Vorgangs wurde
der Schlamm gerührt. Der Schlamm wurde während 5 Minuten kontinuierlich auf 1000C erhitzt. Dann wurde der Schlamm abgekühlt und
durch Zugabe von 30 ^igem Natriumhydroxid wurde der pH-Wert des
Schlamms auf 6,9 eingestellt. Die Viskosität des so vorbehandelten Schlamms wurde mit Hilfe eines Rotationsviskometers gemessen.
Die Ergebnisse der Viskositätsmessung (in cPS) sind in !Tabelle 1
gezeigt. .
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| Schlamm | 1 | Feststoffgehalt, $ (Gew./Gew.) | 3 | 4 | 5 |
| Mit Vorbehandlung | cPS 6 |
2 | cPS 110 |
cPS 300 |
cPS 620 |
| Ohne Vorbehand lung |
7 | cPS 20 |
145 | 2000 | 5600 |
| 26 |
Wenn die Feststoffdichte bzw. der Feststoffgehalt des Schlamms weniger als 3 $ "betrug, waren die beiden in Tabelle 1 gezeigten
Visltositätswerte kaum verschieden. Wenn jedoch der Feststoff gehalt
des Schlamms mehr als 4 % betrug, unterschieden sich beide Viskositätswerte äußerst stark.
Fach der Gär- bzw. Abbaubehandlung ist es gewöhnlich wünschenswert,
die Dichte des Schlamms zur Erhöhung der Aufarbeitungwirksamkeit
zu erhöhen. Wenn jedoch der Schlamm keiner Vorbehandlung unterworfen worden war, geht er in einen pastösen Zustand über,
so daß der Viskositätswert des Schlamms erhöht wird. Wenn eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität gerührt wird, steigt die zum
Rühren in dem Gärtank erforderliche Rührkraft im gleichen Verhältnis
wie der Viskositätswert. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die Viskosität des
Schlamms vermindert werden. Auf diese Weise kann daher bei der Abbaubehandlung die erforderliche Rührkraft merklich vermindert
werden.
4,6 ml Chlorwasserstoffsäure der Konzentration von 35 fc wurden zu
1000· g überschüssigem Aktivschlamm gegeben, der den Rückstand aus der städtischen Abwasseraufbereitung darstellte. Der Feststoff gehalt des Schlamms betrug 3 Gew.-# (Gewicht/Gewicht) und
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der Gehalt an organischem Material betrug 2,0 % (Gewicht/Gewicht).
Der Schlamm wurde bei der Zugabe gerührt und der pH-Wert des Schlamms wurde auf diese Weise auf 2,0 eingestellt. Dieser
Schlamm wurde kontinuierlich in eine Schlange aus rostfreiem Material mit einer mit Epoxyharz beschichteten Innenfläche eingeleitet
und 5 Minuten in heißes V/asser von 980C eingetaucht. Die
Belastung mit organischem Material betrug bei diesem Verfahren 32,3 g/l.Tag. Danach wurde der behandelte Schlamm in einen zylindrischen
rostfreien Verflüssigungstank mit 10 1 Fassungsvermögen
eingeleitet, der mit einem Rührer, einem Kühlmantel und einer automatischen pH-Kontrollvorrichtung versehen war, wobei die gleiche
Belastung mit organischem Material eingehalten wurde. Zu diesem Zeitpunkt der Verfahrens betrug die Rührgeschwindigkeit 180 Upm
und die Temperatur 42 C. Dem Schlamm wurde Natriumhydroxid zugesetzt,
so daß ein pH-Wert von 5,8 erreicht wurde. Die kontinuierliche Verflüssigungsbehandlung wurde 4 Tage durchgeführt. Nach der
Verflüssigungsbehandlung wurde der Schlamm in einen 20 1 fassenden
zylindrischen rostfreien Gärtank übergeführt, der mit einem Rührer, einem Kühlmantel und einem automatischen pH-Regler versehen war.
In dieser Vorrichtung betrug die Rübrgeschwindigkeit 180 Fpm und
die Temperatur 40 C. Dem Schlamm wurde Natriumhydroxid zur Neutralisation
zugesetzt, so daß ein pH-Wert von 7,4 erhalten wurde. Anaerober Schlamm wurde dem Schlamm zugeleitet und die kontinuierliche
anaerobe Gärbehandlung wurde während 8 Tagen unter Bildung von gasförmigem Methan durchgeführt. Der gebildete Rückstand wurde
in einen 2 1-Separator eingeführt und verblieb dort während eines Tags, wobei die Trennung in Flüssigkeit und Gärschlamm, der
gasbildende Bakterien enthielt, stattfand. Darüber hinaus wurde die gleiche Verflüssigungs- und Gärbehandlung
ohne die Vorbehandlung durch die Zugabe von Säure und Erhitzen durchgeführt.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 2 einander gegenübergestellt.
60 9 8*31/Ό 7 1-0
- li -
| Menge des gebilde ten Gärgases ml/g organisches Material |
CH.-Gehalt des Gärgases ($) |
Rate der Gärung bzw. des Abbaus M |
|
| Wit Vorbehand- Lung |
• 410 | 72 | 55 |
| 3hne Vorbehand- Lung |
478 | 74 | 63 |
Überschüssiger Aktivschlamm, der als Rückstand bei der Aufarbeitung
von Abwasser der Nahrungsmittelindustrie erhalten worden war, wurde mit Hilfe einer Zentrifuge konzentriert, so daß sein Feststoff
gehalt auf 10 io eingestellt wurde. Danach wurde der Schlamm
mit Wasser verdünnt, wobei 600 g eines Schlamms mit einem Feststoffgehalt
von 5 % und einem Gehalt an organischem Material von 60 io erhalten wurde. Dann wurde die Menge des Schlamms unterteilt
und jedem Anteil wurde unter Rühren eine geringe Menge Schwefelsäure zugesetzt, so daß Schlamm-Anteile mit pH-Werten von 2, 3
und 4 erhalten wurden. Jeder Schlammanteil wurde in einen rostfreien Autoklaven mit einer teflonbeschichteten Innenfläche eingeführt,
der mit einem Innenmantel, Außenmantel und einem Rührer versehen war. Jeder Anteil wurde unter den in Tabelle 3 gezeigten
Bedingungen unter Rühren durch Einleiten von überhitztem Dampf in den Mantel des Autoklaven erhitzt. Nach der Wärmebehandlung
wurde Kühlwasser in die Mantel eingeleitet. Die gekühlten Schlammanteile
wurden einer Viskositätsmessung mit Hilfe eines Rotationsviskometers
unterworfen. Danach wurde 30 $iges Natriumhydroxid
unter Rühren den Schlammanteilen zugesetzt, so daß der pH-Wert auf 7,0. eingestellt wurde. Die Schlammanteile wurden in Gärtanks übergeführt
und anaerober Gärschlamm (4 $, Gewicht/Gewicht) wurde als
Impfschlamm in den Tank eingebracht. .Der Gasraum in dem Tank wurde
mit Stickstoff verdrängt. Danach wurde jeder Schlammanteil mit
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150 Upm gerührt und die Gärbehandlung wurde bei 40 C durchgeführt.
600 g Schlamm mit einem Feststoffgehalt von 5 /£ wurden ohne Vorbehandlung
auf einen pH-V/ert von 6,9 eingestellt und dann wurde
unter Zusatz von anaerobem Schlamm als Impfschlamm die Gärbehandlung vorgenommen.
Die Ergebnisse der so'durchgeführten Versuche sind in Tabelle 3
gezeigt.
| Vorbehandlungs bedingungen |
Tempera- txir (0C) |
Dauer des Erhitzens (min) · |
Gemessene Viskosität (cPS) |
Eür die Gä rung erfor derliche Zeit (Tage) |
Gebildete CHA-Menge (Liter) - |
| pH | 100 | 5 | 2000 | 22 | 75OO |
| 1.0 | 60 | 1 | 2900 | 26- ' | 6,51 |
| 100 | 1 | 2700 | 24 | 6,80 | |
| 170 | -1 | 500 | 20 | 7,01 | |
| 2,0 | 170 | 20 | 500 | - | - |
| 170 | 30 | 500 | 47 | 2,10 | |
| 100 | 1 | 2300 | 25 | 6,75 | |
| 5,0 | 50 | 1 | 5000 | 39 | 5,05 |
| 60 | 1 | 3000 | 30 | 6,20 | |
| 100 | 5 | 1500 | 24 | 7,03 | |
| 160 | 10 | 1000 | 27 | 6,90 | |
| 5,5 | 170 | 1 | 1300 | 23 | 7,00 |
| 170 | 20 | 1100 | 45 | 3,80 | |
| 60 " | 1 | 5800 | 39 ν - | 5,10 | |
| 170 | 20 | 3000 | 40 | 4,01 | |
| 5,8 -Ohne Vorbehandlung | 6000 | 42 | 5,04 |
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Zu Haushaltsmüll wurde Wasser gegeben und das Gemisch wurde mit
Hilfe eines Mischers zerkleinert, so daß eine Aufschlämmung mit einem Peststoffgehalt von 1,5 % und einem Gehalt an organischem
Material von 7,0 $ gebildet wurde. Die Aufschlämmung wurde gerührt
und 2,4 ml Chlorwasserstoffsäure einer Konzentration von 35 %
wurden zugesetzt, so daß der pH-Wert der Aufschlämmung auf 2,0
eingestellt wurde. Die Aufschlämmung wurde dann in einem Autoklaven
erhitzt. Die Temperatur wurde innerhalb von 5 Minuten auf 130 C erhöht und 5 Minuten bei diesem Wert gehalten. Danach wurde
die Aufschlämmung allmählich auf 95 C abgekühlt, aus dem Autoklaven entnommen und in einem Wasser-Eis-Gemisch rasch gekühlt. Danach
wurden 3,0 ml Natriumhydroxid einer Konzentration von 20 % zugesetzt,
um den pH-Wert auf 7,2 einzustellen.Die Aufschlämmung mit
eingestelltem pH-Wert wurde dann in einen Gärtank gegeben und zur Durchführung der anaeroben Gärbehandlung wurden 2 Gew.-$ anaerober
Schlamm als Impfmaterial zugesetzt. Der Feststoffgehalt der Aufschlämmung
betrug 3,1 $> und der Anteil an organischem Material
1,7 $■·. Die Aufschlämmung wurde mit einer Rührgeschwindigkeit von
200 Upm gerührt und der Gärbehandlung bei 400C unterworfen. Eine
entsprechende Aufschlämmung, die keiner Vorbehandlung unterworfen worden war, wurde ebenfalls mit Natriumhydroxid auf einen pH-Wert
von 7,2 eingestellt und der Gärbehandlung bei 400C unterworfen.
Die Ergebnisse der vorstehend erläuterten Versuche sind in Tabelle 4 gezeigt.
TABBIIE 4
| Gemessene Vis kosität (cPS) |
Erforderliche Gärdauer (Tage) |
Menge des ge bildeten CH, (D 4 |
|
| Mit Vorbehandlung | 3000 | 42 | 6,5 |
| Ohne Vorbehandlung | 5200 | 31 | 8,1 |
6098-3 1/07 10
Claims (8)
- Patentansprüche(1.) Verfahren zur Aufarbeitung von "biochemischen Abfällen, bei den die Abfälle unter anaeroben Bedingungen bei einer Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis 60 C der Gärung mit Hilfe eines geeigneten Mikroorganismus unterworfen v/erden, dadurch gekennzeichnet , daß man vor Durchführung der Gärung den pH-Wert der biochemischen Abfälle auf einen Wert von weniger als 3,5 einstellt, die Abfälle mit eingestelltem pH-Wert während vorbestimmter Dauer auf eine Temperatur im Bereich von 60 bis 200 C erhitzt und danach die erhaltenen Abfälle durch Zugabe von Alkalien neutralisiert.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert innerhalb eines Bereiches von 1 bis 3 einstellt.
- 3« Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man das Erhitzen des biochemischen Abfalls während einer Dauer von 1 bis 10 Minuten durchführt.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man einen Verflüssigungsvorgang durch Zugabe von Alkalien zu dem säurebehandelten Abfall durchführt.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e ken.η zeichnet , daß man die anaerobe Gärung mit Hilfe von Methan-bildenden Bakterien vornimmt.6098-3 1/07 10
- 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, gekennzeichnet durch einen Absitztank zur Anreicherung des Abfalls, einen Vorbehandlungstank zur Zugabe von Säure zu dem aus dem Absitztank eingeführten Abfall, der mit einer Heizvorrichtung 0-4) versehen ist, einen anaeroben Gärtank (20) zur Zugabe von Alkali zu dem aus dem Vorbehandlungstank (13) eingeführten Abfall und zur DurchführungZIf. der anaeroben Garben and lung, und einen Abscheider QK) zur Trennung des in dem Gärtank (20) gebildeten Rückstands in I1IUssigkeit und Schlamm.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Rückführungsleitung zur Rückführung eines Teils des Schlamms aufweist.
- 8. .Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Verflüssigungstank (32) zur Zugabe von Alkali zu dem aus dem Vorbehandlungstank (13) zugeftihrten Abfall aufweist.609831/0710
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| DE2602325C3 DE2602325C3 (de) | 1978-01-26 |
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